Кристаллохимический анализ и систематика безводных неорганических соединений, содержащих треугольные и тетраэдрические оксоанионы

• Автор: Закуткин, Юрий Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Особенности строения соединений, содержащих треугольные оксоанионы.

1.1.1. Ортобораты.

1.1.2. Карбонаты

1.1.3. Нитраты

1.2. Особенности строения соединений, содержащих тетраэдрические оксоанионы.

1.2.1. Ортосиликаты.

1.2.2. Ортогерманаты

1.2.3. Ортофосфаты .
1.2.4. Ортоарсенаты.
1.2.5. Сульфаты.
1.2.6. Селенаты.
1.2.7. Перхлораты, перброматы, перйодаты
1.2.8. Ортомолибдаты
1.3. Основные классификационные схемы в кристаллохимии
1.3.1. Классификационные схемы, не учитывающие геометрические свойства структуры кристалла
1.3.2. Классификации, основанные на геометрических свойствах
кристаллической структуры
1.3.3. Классификации, основанн ые на топологических свойствах
кристаллической структуры
1.3.3.1. Учет топологических свойств отдельных структурных компонентов.
1.3.3.2. Учет глобальных топологических свойств кристаллической структуры
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
2.3. Реализация топологического анализа атомных матриц в программе
ГвоТев. .
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Топологический анализ и классификация соединений, содержащих
треугольные и тетраэдрические оксоанионы.
3.1.1. Бораты, карбонаты и нитраты.
3.1.2. Ортосиликаты и ортогерманаты
3.1.3. Ортофосфаты и ортоарсенаты
3.1.4. Сульфаты и селенаты.
3.1.5. Простые и двойные ортомолибдаты.
3.1.6. Перхлораты, перброматы и перйодаты
3.1.7. Обобщение результатов сравнительного анализа и классификации
3.2. Анализ топологии ионных матриц.
3.2.1. Соединения, содержащие треугольные оксоанионы.
3.2.2. Соединения, содержащие тетраэдрические оксоанионы.
3.2.3. Конкуренция матриц различного типа при структурообразовании
3.3. Фактор размерности и типы координации оксоанионов.
3.4. Прогнозирование структур соединений
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако, в этом случае нерешенной остается проблема описания топологии кристаллической структуры в целом. Схемы, учитывающие в первую очередь топологические свойства кристаллической структуры. В этом случае геометрическим свойствам таким, как метрика элементарной ячейки и пространственная симметрия отводится подчиненная роль, или они полностью игнорируются. В последнее время, классификации неорганических соединений, основанные на топологических свойствах кристаллической структуры, получают все большее распространение. С химической точки зрения они являются наиболее естественными, так как оперируют характеристиками системы межатомных связей, формирующих кристалл. Между тем, во многих случаях, авторы описывают лишь топологию катионного остова или упаковки анионов, оставляя без внимания топологию кристаллической структуры в целом. Особое внимание при написании обзора было уделено топологическому методу классификации кристаллических структур и программе ЬоТеБ , поскольку данная методика послужила основой для проведения кристаллохимического анализа и систематики исследуемых соединений. Неорганические бораты являются солями метаборной НВОг, ортоборной Н3ВО3 и не выделенных в свободном состоянии полиборных кислот. В настоящем разделе рассматриваются лишь простые соли ортоборной кислоты ортобораты табл. Периодическая система химических элементов Д. II 2 4. Рядом с символом химического элемента, в скобках, указаны значения координационных чисел металлов в соответствующих структурах. В литературе содержится довольно мало информации о строении простых ортоборатов состава МхВОзу. В основном авторы описывают первую координационную сферу атомов М и В. Однако в некоторых работах все же рассмотрены кристаллохимические аспекты строения ортоборатов и их родство с другими классами неорганических соединений. Так, в обсуждаются факторы изоструктурности модификациям карбоната кальция и ряда ортоборатов Т1В, УВ, СгВОз, 1пВ, 8сВ, УВ. Отмечается, что решающим при выборе типа координации оксоаниона в структуре является отношение ионных радиусов. В показано, что решетка минерала котоита КВ2 основана на несколько деформированной, плотнейшей гексагональной упаковке кислородных ионов. Авторами разработана иерархическая структурная классификация для соединений, содержащих треугольные и тетраэдрические структурные единицы, в том числе для ортоборатов. Рассмотрено формирование из структурных единиц более сложных фундаментальных строительных блоков ИВВ. В результате проведенной классификации боратных минералов были расположены следующим образом минерал содержит изолированные оксоанионы минералов содержат изолированные блоки минералов содержат цепочки, минералов слои, а минералов содержат каркасы из боратных полиэдров. Авторы показали, что родство в соединениях наблюдается только там, где оксоанионы изолированы и располагаются по мотиву одной из шаровых плотнейших упаковок. Классификация неорганических соединений по данной схеме является весьма трудоемкой, поскольку требует графического представления каждой структуры, кроме того, авторы не указали четких критериев, по которым следует относить исследуемые структуры к тому или иному типу. Карбонаты являются солями угольной кислоты и содержат практически плоские треугольные ионы СОз2. Связь в ионе С2 только на одну треть имеет двойной характер, так, например, в кальците СаСОз расстояние ЯС0 1. А больше величины, соответствующей двойной связи 1. В настоящее время структурно изучены карбонаты металлов, представленные в табл. Периодическам система химических элементов Д. III 3 6. IV 4 С 6. О в 7 6. VI 8 5. См. В обсуждается структурное родство между гмсгипонитритом натрия и карбонатами щелочных металлов. Характерный признак структуры кристалла с52Ы2, как и для карбонатов щелочных металлов М2СО М, К, КЬ, Се, это упорядоченное строение структурных элементов кристалла в направлении кристалло1рафической соси рис. В данной работе тесное структурное родство продемонстрировано на примере сКа2М2, 32СОз и КЬ2СОз. Рис. Проекции кристаллических оруктур 222 и б 2 на плоскость 1. В структурах показаны элементарные ячейки.